高一歷史物理學(xué)的重大進展(編輯修改稿)
2024-12-15 04:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， 為時 而 發(fā)現(xiàn) 一 塊 比平常光滑的石子或美 麗 的 貝殼 而感到高興 ；但那浩瀚的 真 理之海洋，卻 還 在我的面前末曾 發(fā)現(xiàn) 呢？” 我所以有 這樣 的成就，是因 為 我站在巨人的肩膀上的 緣 故。 ——牛 頓臨終遺 言 思考：“光滑的石子和美麗的貝殼”指什么？牛頓遺言給了我們怎樣的感悟？ 二、相對論的創(chuàng)立（ 19世紀(jì)末 20世紀(jì)初） 創(chuàng)立的歷史背景 19世紀(jì)科學(xué)得到了飛速發(fā)展 經(jīng)典力學(xué)無法解釋高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象 相對論的提出及主要內(nèi)容 1905年剛剛得到博士學(xué)位的愛因斯坦發(fā)表的一篇題為 《 論動體的電動力學(xué) 》 的文章，提出了著名的相對論，引發(fā)了 20世紀(jì)物理學(xué)的另一場革命。 （ 1）相對論的提出 （ 19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了 三個重大事件，即 X射線、放射性和電子的發(fā) 現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家門曾認(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。） 愛恩斯坦：(1879～ 1955)美國物理學(xué)家，猶太人，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，相對論 —— “ 質(zhì)能關(guān)系”的提出者，“決定論量子力學(xué)詮釋”的捍衛(wèi)者。 狹義相對論發(fā)表 103周年， 也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦， 但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 然而就是這樣一位光彩奪目的人物，愛因斯坦年幼時也 未顯出智力超群 ，相反，到了四歲多還不會說話，家里人甚至擔(dān)心他是個低能兒。在整個中小學(xué)時代卻常常被斥為 “ 生性孤僻、智力遲鈍 ” ， “ 心不在焉，想入非非 ” 。中學(xué)畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將 “ 一事無成 ” ， 勒令他退了學(xué) 。進入大學(xué)后，他擅自 “ 刷掉了 ”很多課程，只以 “ 極大的興趣 ” 去聽某些課和在家里自學(xué)。曾被數(shù)學(xué)教授稱為 “ 懶狗 ” ，曾因做實驗出事故受到處分，還曾被物理教授認(rèn)為不適宜學(xué)物理而應(yīng)當(dāng)改行。他認(rèn)為： “ 學(xué)校的目的始終應(yīng)當(dāng)是：青年人在離開學(xué)校時，是作為一個和諧的人，而不是作為一個專家。 ” 成功的秘訣 一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個公式給他： A＝ x＋ y＋ z 愛因斯坦解釋道：“ A代表成功， x代表艱苦的勞動， y代表正確的方法 ……” “z 代表什么？”青年迫不及待地問。“代表少說廢話。”愛因斯坦說 狹義相對論 認(rèn)為，物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。（ 1905年） 廣義相對論 認(rèn)為，空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。（ 1916年） （ 2）相對論的內(nèi)容 相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的 絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué) 。 牛頓力學(xué) 反映的是宏觀物體低速運動 的客觀規(guī)律，而 狹義相對論反映的是 物體高速運動 的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。 相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系 相對論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論， 從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。即：揭示了時空的可變性、時空變化的聯(lián)系性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質(zhì)觀。這一理論被后人譽為 20世紀(jì)人類思想史上最偉大的成就之一。 愛因斯坦的相對論也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。 相對論的意義 三、量子論的誕生與發(fā)展（ 19世紀(jì) 30年代） 誕生的背景 19世紀(jì)末 20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門，使人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到了原子內(nèi)
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